低速載貨汽車車架和懸架的設計本科生畢業設計論文-wenkub

　

【正文】 duction, the function and the intensity request are guaranteed, the quality is reduced as far as possible.The side frame and non independent suspension are used quite widely on the low speed truck, because the side frame and non independent suspension structure are simple, economical and practical, advantageous for the service and the refit. Considered the function of the frame and suspension in the entire vehicle design, firstly that the whole of the frame and suspension system is carried on designing, then the structure of the frame and suspension have been carried on designing, finally the stress generalized analysis of the structure of the frame and suspension has been carried on, their main parameter has been determined in the inferior foundation.Key words：Low Speed Truck。 現代汽車絕大多數都具有作為整車骨架的車架。要求具有足夠的疲 勞強度，在汽車運行30?50萬公里以前，不致有嚴重的疲勞損傷。因此，車架應按照等強度的原則進行設計，以減輕汽車的自重和降低材料消耗量。汽車在崎嶇不平的道路上行駛時，車架在載荷作用下可能產生扭轉變形以及在縱向平面內的彎曲變形；車架布置的離地面近一些，以使汽車重心位置降低，有利于提高汽車的行駛穩定性。汽車懸架是將車架（或車身）與車軸（或直接與車輪）彈性聯接的部件，其主要功用如下：1. 緩和、抑制由于不平路面所引起的振動和沖擊，以保證汽車有良好的平順性。汽車懸架通常由彈性元件、導向機構和減震器等三部分組成。減震器用來迅速衰減車身和車橋（或車輪）的振動。c．工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調整。目前，農用運輸車不能滿足“三農”市場需求，突出表現為一般產品生產能力過剩，技術水平低，而市場急需的高質量經濟型產品不能滿足需求。這種設計的最大好處，在于輕量化與剛性得以同時兼顧，因此受到了不少跑車制造商的青睞，早期的法拉利與蘭博基尼都是采用的這種設計。通過采取模組化生產的共用策略，車廠可以將同一具車架分別使用在數種不同的車款上，這樣也可節省不少研發經費。不過這樣一來，重量必然會相對增加，而原本出于輕量化考量而采用鋁合金材料的動機，當然也就失去了意義。歐美從90年代開始逐漸提高了撞擊事故的安全防護標準，這也是凸現出車架剛性重要的另一原因。有些車廠在用電腦完成設計雛形后，還會再由專業的試車人員進行實際測試。汽車車架U型槽合數控沖孔生產線的設計制造成功，在汽車制造行業具有劃時代的意義，標志著中國在汽車車架數控沖孔加工的生產設備方面達到了國際先進水平，降低了汽車制造行業購置汽車車架數控沖孔生產線的巨大費用，積極推動了中國汽車制造業的飛速發展，為中國汽車制造業早日與國際接軌奠定了基礎。在1776 年，馬車用的葉片彈簧取得了專利，直到20 世紀30 年代， 葉片彈簧才逐漸被螺旋彈簧代替。半主動懸架的研究工作開始于1973 年， 首先提出，現仍具有很好的發展前景。20 世紀80年代，世界各大著名的汽車公司和生產廠家競相研制開發這種懸架，豐田、洛特斯、沃爾沃、奔馳等在汽車上進行了較為成功的試驗。主動懸架由于控制復雜，到上世紀90 年代，仍僅應用于排氣量大的豪華汽車。半主動懸架的研究集中在兩個方面：①執行策略的研究；②執行器的研究。②執行器。懸架技術的每次跨越，都和相關學科的發展密切相關。X型車架之所以能達到這一目的，是因為當車架受扭時，X型橫梁能將扭矩轉換成彎矩的緣故。其優點是便于安裝車身、車箱和布置其他總成，易于汽車的改裝和變型，因此被廣泛地用在載貨汽車、越野汽車、特種車輛和用貨車底盤改裝的大客車上； 梯形車架中粱式車架；中梁式車架，或稱脊骨式車架: 它只有一根位于中央且貫穿汽車全長的縱梁。主傳動器通常是固定在中梁的尾端，而形成斷開式的驅動橋。但是它們也存在很多缺點I如車身等其總成在車架上面的連結是比較復雜的,而且橫梁懸臂較長,彎矩較大，使橫梁與中梁的連接處容易損壞。結合生產實際及設計要求，選用方案a。綜合上述兩方案確定了整體設計方案：梯形車架和前后懸架均采用縱置半橢圓形鋼板彈簧非獨立懸架。它表明單位汽車整備質量所承受的汽車裝載質量。從提高整車的橫向穩定性以及減小車架縱梁外側裝置件的懸伸長度來看，車架盡量寬些，同時前后部分寬度應相等。由（汽車設計）表2－25取的車架寬860mm。貨車車架應具有足夠的強度和適當的剛度。車架縱梁根據截面形狀分有工字梁和槽形梁。材料選用16Mn低合金鋼，16Mn低合金鋼在強度,塑性,可焊性方面能較好地滿足剛結構，是應用最廣泛的低合金鋼，綜合機械性能良好,正火可提高塑性，韌性及冷壓成型性能。橫、縱梁的斷面形狀、橫梁的數量以及兩者之間的連接方式，對車機架的扭轉剛度有大的影響。從以上三種車架的對比可以看出：低速載貨汽車應該選用車架B。（如圖）轎車車架的縱、橫梁采用焊接方式連接，而貨車則多以鉚釘連接（見下圖）。，駕駛室后支點與前支點高度差為10。g. 車架總成車架第二橫梁連接的螺母應裝置于車架的內部。將已知量代入上式得：Rf=［22100／3()+3800（）］／4／=5723Nx=［2572322100／3／+3800()／］／(22100／3／+3800)=M=23800／4(++) ［()+］+3800(+)［(+)2］=相鄰兩橫梁如果都同縱梁翼緣連接,扭矩T作用于該段縱梁的中點,則在開口斷面梁中扇性應力可按下式計算： (54)式中 Iw—扇性慣性矩；W—扇性坐標；對于槽形斷面 即為車架質量、車身質量、安裝在車架的各總成與附屬件的質量以及有效載荷（客車或貨物的總質量）的總和。 斜對稱的動載荷這種載荷是當汽車在崎嶇不平的道路上行駛時產生的。綜上所述，汽車車架實際上是受到一定空間力系的作用，而車架縱梁與橫梁的截面形狀和連接點又是多種多樣，更導致車架受載情況復雜化。汽車的有效載荷均勻分布在車廂全長上。由于上述假設，使車架由一個靜不定的平面框架結構，簡化成為一個位于支座上的靜定結構。A．所以均布載荷集度q為：=(1700+2100)/(493+990+986+975+950+421) =圖52 車架載荷示圖B．求支反力由平衡方程得：F22700+10101010/2=(2700+1105) (2700+1105) 得：F2=F1=(mg+m0)gF2=當時：剪力Q1=qx=彎矩M1=qx2/2=當時：剪力Q=qx+F1=彎矩M1=F1(xl1)qx2/2=(x493)當時：剪力Q1=qx+F1+F2=彎矩M1=q(Lx)2/2=(4815x)2a. 變載面處的剪力和彎矩：當x=l1=493mm時：Q==M=qx2/2=當x=l1+l2=1483mm時：Q==M=(x493)=當x=l1+l2+l3=493+990+986=2469mm時：Q==M=(x493)qx2/2=當x=l1+l2+l3+l4=3444mm時：Q==M=(x493)=當x=L=4815時：Q==M=(4815x)2=0b. 求最大彎矩：因為，所以當Q=0時，彎矩最大即Q==0,x=，彎矩最大Mmax=(x493)=≈ 106 強度驗算實驗表明，當車速約40 km／h時，汽車在對稱的垂直動載工況下，其最大彎矩約為靜載荷下的3(卵石路)～(農村土路)倍，同時，考慮到動載荷作用下，車架處于受疲勞應力狀態，～，可求得動載荷下的最大彎矩：=10`=可用下式來校核縱梁的彎曲強度： (57)式中： —— 縱梁的彎曲強度—— 抗彎模量=107/104=對于槽形斷面（如圖34）可知區域載面形狀和載面特性，即抗彎截面系數為： W=t h h+6b∕6 (58)取h=80mm, b=43mm, t=5mm,W=t h h+6b∕6=22533mm3 圖34 槽形斷面比較車架全長上受力分析可知：最大受力可能發生在最大彎矩處或變載面處，求兩點的受力值加以比較求出安全系數： (510)其中為材料的屈服應力，取其值為350MPamax=Mmax/Wx=240 MPa N=/max=綜上所述：車架發生最大受力時， 按上式求得的彎曲應力不超過縱梁材料的疲勞極限σ1＝220～260MP滿足要求。第6章 懸架的總成設計a．保證汽車有良好的行駛平順性和良好的操縱穩定性。e．結構緊湊、占用空間小。B．獨立懸架如圖(b)所示，其兩側車輪安裝于斷開式車橋上，兩側車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接，當一側車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側車輪。粉沫冶金、制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接。為了增加主片卷耳的強度，將第二片末端也彎成半卷耳，包在主片卷耳和外面，且留有較大的間隙，使得彈簧在變形時，各片間有相對滑動的可能。圖6－2鋼板彈簧示意圖1. 卷耳；2. 彈簧夾；3. 鋼板彈簧；4. 中心螺栓；鋼板彈簧可分為對稱式鋼板彈簧和非對稱式鋼板彈簧，對稱式鋼板彈簧其中心螺栓到兩端卷耳中心的距離相等，不等的則為非對稱式鋼板彈簧。在油液通道截面和等因素不變時，阻尼力隨車架與車橋（或車輪）之間的相對運動速度增減，并與油液粘度有關。這時，彈性元件起主要作用。圖6－3雙向作用筒式減振器工作原理圖雙向作用筒式減振器工作原理說明。這些閥對油的節約形成懸架受壓縮運動的阻尼力。由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液不足以充滿下腔增加的容積，主使下腔產生一真空度，這時儲油缸中的油液推開補償閥7流進下腔進行補充。設計的主要數據: 載質量：1700kg 整備量：2100kg 空車時：前軸負荷：850kg 后軸負荷：850kg 滿載時：前軸負荷：1330kg 后軸負荷：2470kg 軸 距：2700 mm 前 輪 距 ：1240 mm 后 輪 距：1360 mm 懸架的靜撓度 懸架的靜擾度 是指汽車滿載靜止時懸架上的載荷f與此時懸架剛度c 之比，即 （61） 貨車的懸架與其簧上質量組成的振動系統的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數之一。通常貨車的動撓度的選擇范圍在6～9cm.。對于空載與滿載時簧上質量變化大的貨車和客車，為了減少振動頻率和車身高度的變化，應當選用剛度可變的非線性懸架。由于貨經常處于滿載狀態，采用如下方法來確定。副簧，主簧的剛度之比為： ， （65） 式中，為副簧的剛度，為主簧的剛度。單個鋼板彈簧空載載時簧上質量：將n= , m=1185kg,代入公式： n= （78） 可得 C=1687N/cm因為 ： （69） == （610） 由上面的二式，可聯立方程組： （611）= （612）由兩式可得： =740N/cm , =947N/cm副簧起作用后，近似認為變形相同，從副簧開始起作用到滿載的變形為。貨車車身側傾角不超過~。起重運輸件簧下部分荷重，由此可計算出單個鋼板彈簧的載荷： （71）由前面選定的參數知： 滿載弧高 ： 滿載弧高是指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時鋼板彈簧主片上表面與兩端連線間的高度差。因此，可根據修正后的簡支梁公式計算鋼板彈簧所需的總慣性距。 對于主簧： L=1200mm k= S=100mm =1 =5 = E=將上述數據代入以上公式得=29103計算主簧總截面系數： （73） 式中為許用彎曲應力。推薦片寬和片厚的比值在6～10范圍內選取